活塞式航空直噴發(fā)動機燃燒特性的研究.pdf

1、目前我國活塞式航空發(fā)動機幾乎均采用化油器供油方式,而化油器方式存在瞬態(tài)響應(yīng)慢,各缸混合氣控制不均勻,高空易發(fā)生結(jié)冰和失火等危險。將現(xiàn)代缸內(nèi)直噴技術(shù)應(yīng)用于活塞式航空發(fā)動機,通過精確地組織缸內(nèi)混合氣形成和控制燃燒工作過程來提升航空發(fā)動機的動力性能、安全可靠性以及燃料兼容性,成為航空動力領(lǐng)域一項新的研發(fā)趨勢。本文研制了一臺活塞式航空低壓空氣輔助直噴單缸試驗機,在此平臺上開展了燃燒特性試驗研究,主要內(nèi)容如下:
　　1.以ROTAX914化

2、油器式活塞航空發(fā)動機為原型,開發(fā)并研制了一臺低壓空氣輔助直噴單缸試驗機,包括其低壓直噴供油系統(tǒng)的設(shè)計、直噴燃燒系統(tǒng)的開發(fā)以及電子控制系統(tǒng)的設(shè)計等。
　　2.在設(shè)計搭建的低壓空氣輔助直噴單缸機臺架測試系統(tǒng)上開展了航空直噴發(fā)動機燃燒特性試驗,進(jìn)行了直噴發(fā)動機的不同控制參數(shù)包括:噴射相位、噴射持續(xù)期、噴射壓力、點火提前角以及低辛烷值燃料對直噴發(fā)動機燃燒特性影響規(guī)律的研究。得到以下研究結(jié)論:
　　(1).航空直噴發(fā)動機在不同工況下均

3、存在一個最佳噴射開始時刻使得發(fā)動機燃燒效率最高,循環(huán)變動最低,最佳噴射開始時刻在壓縮沖程初期某一時刻。發(fā)動機在不同工況下存在一個最晚噴射結(jié)束時刻極限,當(dāng)噴射結(jié)束時刻超過最晚噴射結(jié)束極限時,燃燒急劇惡化。隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷增大,最佳噴射開始時刻和最晚噴射結(jié)束時刻極限均相應(yīng)提前。
　　(2).降低空氣輔助直噴噴嘴的噴射持續(xù)期會引起直噴發(fā)動機最大爆發(fā)壓力和壓力升高率的降低,燃燒相位推遲,在噴射相位較晚且噴射持續(xù)期降至3ms時,燃燒循環(huán)變

4、動急劇上升。降低空氣輔助直噴噴嘴的噴射壓力會造成直噴發(fā)動機最大爆發(fā)壓力和壓力升高率的降低,CA50推遲,快速燃燒期延長,在噴射相位較晚且噴射壓力降至4.5bar時,發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性急劇下降。
　　(3).點火提前角對航空直噴發(fā)動機燃燒特性有較大的影響,隨著點火提前角提前,發(fā)動機最大爆發(fā)壓力和最大壓力升高率增加,燃燒相位提前,燃燒等容度增加,燃燒效率增加。當(dāng)燃用低辛烷值燃料時,航空直噴發(fā)動機發(fā)生了明顯的爆震現(xiàn)象,推遲點火提前角可以成